JP2020051215A - 水洗大便器 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、特許文献1に記載されている従来の水洗大便器においては、水道水をリム吐水口に直接供給して吐出させることによりリム吐水を実行する一方、タンクに貯水された洗浄水をポンプで加圧してジェット吐水口から吐出させることによりジェット吐水を実行する、いわゆる、「ハイブリッド洗浄」によるボウル部の洗浄を実行するようになっている。
また、上述した特許文献1に記載されている従来の水洗大便器においては、水道に直結されているリム吐水用の給水経路と、ジェット吐水用の洗浄水が貯水されるタンクに給水するジェット吐水用の給水経路とが電気的な切替弁(電磁弁等)により切替可能となっており、この電気的な切替弁の切替動作は、コントローラの制御により電気的な信号で行われるようになっている。これにより、便器洗浄が開始された際には、まず、リム吐水口から洗浄水を吐水するリム吐水が行われ、つぎに、このリム吐水を継続した状態でジェット吐水口から洗浄水を吐水するジェット吐水が行われるようになっている。
さらに、特許文献2に記載されている従来の水洗大便器においては、タンクに貯水された洗浄水をポンプで加圧し、このポンプで加圧された洗浄水のみによりリム吐水及びジェット吐水のそれぞれを実行するようになっている。また、この水洗大便器においては、ポンプで加圧された洗浄水の吐水流路が電気的な切替弁(電磁弁等)によりリム吐水用の給水経路とジェット吐水用の給水経路のそれぞれに切替可能となっており、この電気的な切替弁の切替動作がコントローラの制御により電気的な信号で行われるようになっている。
これらの特許文献1、2に記載されている従来の水洗大便器については、低水圧の地域や場所に設置した場合においても、タンクに貯水された洗浄水をポンプで加圧して吐水を行うことができるようになっているため、便器の洗浄性能を確保することができるようになっている。
特に、水道水をリム吐水口へ直接供給するリム吐水用の給水経路においては、水頭圧(いわゆる、ヘッド圧)を考慮すると、切替弁をリム吐水口よりも高い位置に配置することが好ましい。しかしながら、このように切替弁をリム吐水口よりも高い位置に配置した場合には、水洗大便器の高さ方向のスペースを要することになるため、装置の小型化を阻害する要因となっている。
したがって、このように給水経路に比較的大きな水圧がかかった状態において電気的な切替弁(電磁弁等)を駆動させるためには、比較的大きなトルクが必要とされるため、その分、切替弁が大型化してしまうという問題がある。
これに対して、比較的低い水圧がかかった状態において切替弁を予め作動させておくことにより、切替動作に必要なトルクを小さくすることもできる。しかしながら、切替弁が全開状態となった時にポンプの回転数を上昇させると、特に、ジェット吐水において、サイホンの発生に寄与しない無駄水が発生してしまうことが懸念されるという問題もある。
このように構成された本発明においては、切替部の切替弁体が、加圧ポンプにより加圧された洗浄水の水圧を受けて機械的に作動することができる。これにより、加圧ポンプの作動によって発生した水圧に応じて、リム吐水口から吐水する第1洗浄工程による、いわゆる、「リム吐水」を実行する給水経路に効率良く切り替えたり、少なくともジェット吐水口から吐水する第2洗浄工程による、いわゆる、「リム・ジェット吐水」を実行する給水経路に効率良く切り替えたりすることができる。
例えば、切替部により第1洗浄工程(リム吐水)から第2洗浄工程(リム・ジェット吐水)に切り替わる際には、加圧ポンプの作動により給水路内の水圧が比較的高い水圧に調整され、この比較的高い水圧を受けた切替弁体が、リム・ジェット吐水を実行する給水経路を開放するように応答性良く機械的に作動することができる。
したがって、ジェット吐水口からのジェット吐水時において、便器本体のボウル部や排水トラップ部におけるサイホン作用の発生に寄与しない無駄水の発生を抑制することができる。
また、第2洗浄工程終了時には、加圧ポンプの作動により給水路内の水圧が比較的低い水圧に調整され、この比較的低い水圧を受けた切替弁体が、リム・ジェット吐水を実行する給水経路を閉鎖するように応答性良く機械的に作動することができるため、第2洗浄工程終了後においても、無駄水の発生を抑制することができる。
さらに、切替部の切替弁体が加圧ポンプにより加圧された洗浄水の水圧を受けて機械的に作動するものであるため、切替部において比較的大きいトルクを発生させるためのモータや電磁弁等、電気的に作動させるものが不要となる。これにより、切替部を含む装置自体を小型化することができると共に、切替部の設置の自由度も高めることができる。これらにより、水洗大便器全体の小型化についても実現することができる。
このように構成された本発明においては、切替部による給水経路の切り替えにより、第1洗浄工程を実行させて、給水路内の洗浄水をリム吐水口から吐水するリム吐水を実行した後、第2洗浄工程において、リム吐水を継続させながら、給水路内の洗浄水をジェット吐水口からも吐水するジェット吐水を実行し、リム・ジェット吐水を確実に実行することができる。
また、第2洗浄工程において、ジェット吐水により便器本体のボウル部や排水トラップ部でサイホン作用が発生しても、リム吐水が継続されていることにより、便器本体において臭気が上昇することを抑制することができる。
このように構成された本発明においては、切替部において、リム吐水口に洗浄水を供給するリム給水路が切替弁体よりも上流側に設けられていると共に、ジェット吐水口に洗浄水を比較的高い流量で供給するジェット給水路が切替弁体よりも下流側に設けられているため、切替部の切替弁体の上流側の洗浄水をリム給水路に確実に供給することができる。
したがって、第2洗浄工程等において、本来、リム給水路に供給されるべき洗浄水が切替部の下流側のジェット給水路に引っ張られて、リム給水路への供給量が不足することを防ぐことができる。
これらにより、水洗大便器の洗浄性能を維持しながら、切替部を含む装置の小型化を実現することができ、水洗大便器全体の小型化についても実現することができる。
このように構成された本発明においては、切替部の切替弁体がジェット給水路のみを開閉するものであるため、第1洗浄工程及び第2洗浄工程のそれぞれの洗浄工程時において、リム給水路については、切替部の切替弁体により閉鎖されることがなく常時開放されており、少なくともリム吐水が実行可能となる。
また、切替部の切替弁体が設けられる給水経路をジェット給水路のみに限定したことにより、切替部を含む装置の小型化を実現することができ、水洗大便器全体の小型化についても実現することができる。
このように構成された本発明においては、切替部の切替弁体により開閉されるジェット給水路の上流端がリム給水路の上流端よりも上方に位置しているため、切替弁体がジェット給水路の上流端を閉鎖している状態では、切替部の上流側の洗浄水について、ジェット給水路の上流端付近に滞留させることなく、切替弁体よりも下方且つ上流側のリム給水路から排出させて、効率良く水抜きすることができる。
したがって、切替部の切替弁体が常時水没することにより水垢等が切替弁体に長期間付着することを抑制することができ、切替弁体の動作不良や劣化を防ぐことができる。
このように構成された本発明においては、切替部の切替弁体が貯水タンク内のオーバーフロー水位よりも上方に位置しているため、貯水タンク内の洗浄水により切替弁体が水没することを確実に防ぐことができ、切替弁体の動作不良や劣化を防ぐことができる。
このように構成された本発明においては、特に、第2洗浄工程時においては、給水路内の洗浄水が加圧ポンプの加圧により比較的高い流量で圧送されるため、切替部の切替弁体が設けられていないリム給水路においても、比較的高い流量の洗浄水が流入することになる。
そこで、リム給水路を経てリム吐水口から吐水される洗浄水(リム吐水)の流量について、リム給水路に設けられた定流量弁により一定流量に調整することができるため、便器本体のボウル部内に吐水された洗浄水が外部へ飛び散る等の機外漏水を抑制することができる。
このように構成された本発明においては、切替部が切替弁体を閉弁方向に付勢する付勢部を備えているため、この切替弁体が、所定水圧以上の水圧を受圧した状態では、付勢部の付勢力に抗して開弁方向に作動することができる。
これにより、切替部を簡易な構造で小型化することができるため、水洗大便器全体の小型化についても実現することができる。
このように構成された本発明においては、加圧ポンプが、第2洗浄工程時に圧送する洗浄水の第2流量よりも第3洗浄工程時に圧送する洗浄水の第3流量の方が小さくなるように調整可能であることにより、第2洗浄工程の後に第3洗浄工程が実行されると、給水路内の水圧が低圧状態に調整されるため、第2洗浄工程時の給水経路が閉鎖されて、第3洗浄工程時の給水経路に速やかに切り替えることができる。
したがって、応答性良く第3洗浄工程を実行することができる。
なお、以下、本明細書中において「洗浄水の流量」や「吐水流量」等という表現の中で使用されている「流量」という用語については、単位時間当たりの体積変化[L/min](いわゆる、「体積流量」又は「瞬間流量」とも呼ぶ)を意味している。
図1は、本発明の一実施形態による水洗大便器の全体概略構成図である。
図1に示すように、本発明の一実施形態による水洗大便器1は、陶器等からなる便器本体2、及び、この便器本体2の後方に配置された機能部4をそれぞれ備えている。
便器本体2は、ボウル部6、リム吐水口8aを含むリム給水路8、ジェット吐水口10aを含むジェット給水路10、及び、排水トラップ管路12(排水トラップ部)をそれぞれ備えている。
給水管14は、その上流側が水道に直結されている。また、電磁弁16は、貯水タンク18の上流側の給水管14の途中に設けられ、コントローラ24(制御部)の制御により開閉されるようになっている。これにより、給水管14内の洗浄水が貯水タンク18内に供給又は停止されるようになっている。
また、加圧ポンプ20の羽根車(図示せず)の回転数N[rpm]は、コントローラ24の制御により調整可能となっている。
まず、図2は、本発明の一実施形態による水洗大便器の切替弁装置の縦断面図であり、閉弁状態を示し、図3は、本発明の一実施形態による水洗大便器の切替弁装置の縦断面図であり、開弁状態を示す。
まず、図1〜図3に示すように、上流側給水路28(第1流路)は、加圧ポンプ20から延びる給水路26に接続されており、その下流側が切替弁体34まで鉛直方向上方に延びている。すなわち、切替弁体34は、上流側給水路28(第1流路)の軸方向上の対向する位置に配置されている。
つぎに、図1〜図3に示すように、リム給水路30(第2流路)は、切替弁体34よりも上流側に位置している上流側給水路28の途中の分岐部B1から分岐しており、その下流側が便器本体2のリム吐水口8aの上流側のリム給水路8に接続されている。
また、図1〜図3に示すように、ジェット給水路32(第3流路)においては、切替弁体34により開閉される上流端(上流側給水路28の上端且つ下流端)より下流側の流域が側方に延びている。さらに、ジェット給水路32(第3流路)の下流側は、便器本体2のジェット吐水口10aの上流側のジェット給水路10に接続されている。
これにより、便器本体2のリム給水路8を通過して、リム吐水口8aからボウル部6内に吐水されるリム吐水が外部へ飛び散る等の機外漏水を抑制することができるようになっている。
なお、本実施形態においては、リム給水路8に定流量弁35を設けているが、切替弁装置22に定流量機能を付与してもよい。
特に、図1及び図2に示すように、切替弁体34が閉弁している状態では、上流側給水路28内の洗浄水のすべてが、分岐部B1からリム給水路30(第2流路)及び便器本体2側のリム給水路8を経てリム吐水口8aに供給されるようになっている。
一方、図3に示すように、切替弁体34が開弁している状態では、上流側給水路28内の洗浄水の一部が、分岐部B1からリム給水路30(第2流路)及び便器本体2側のリム給水路8を経てリム吐水口8aに供給されるようになっていると共に、上流側給水路28内の洗浄水の大半以上が、分岐部B1からジェット給水路32(第3流路)及び便器本体2側のジェット給水路10を経てジェット吐水口10aに供給されるようになっている。
弁体部34aは、鉛直方向に延びる上流側給水路28の中心軸線C1方向(流路軸方向)上の対向する位置に配置されている。
これにより、弁体部34aの下面(受圧面S0)が加圧ポンプ20により加圧された上流側給水路28内の洗浄水の水圧を受けて、切替弁体34が閉止状態から開弁動作を開始するようになっている。
ここで、弁体部34aの下面(受圧面S0)が加圧ポンプ20により加圧された上流側給水路28内の洗浄水の水圧を受けて、切替弁体34が閉止状態から開弁動作を開始するときの水圧を「境界水圧P0[kPa]」とすると、弁体部34aの下面(受圧面S0)が加圧ポンプ20により加圧された上流側給水路28内の洗浄水の所定水圧(境界水圧P0[kPa])以上の水圧を受けた場合には、切替弁体34(34a、34b、34b)が上流側給水路28の流路軸方向と同一方向(弁軸部34cの軸方向(作動軸方向))に機械的に作動することができようになっている。これにより、ジェット給水路32の上流端が水圧に応じて弁体部34aにより開閉可能となっている。
なお、本実施形態において、「切替弁体34が機械的に作動する」とは、切替弁体34が電気信号による制御や電磁力等により電気的に作動(電気的に開閉)する電気式の弁体とは異なることを意味しており、切替弁体34が開閉時に水圧等が直接的に作用することにより押圧されて機械的に作動(機械的に開閉)する機械式の弁体であることを意味している。
これにより、図2に示す閉弁状態の上流側給水路28内の洗浄水の水圧(静圧)P1及び図3に示す開弁状態の上流側給水路28内の洗浄水の水圧(動圧)P2について、弁体部34aの受圧面S0に対して周方向全体に亘ってほぼ均等に作用させることができるようになっている。よって、切替弁体34による給水経路の切替時の動作をより安定化させることができるようになっている。
圧縮コイルばね36(付勢部)は、その下端が切替弁体34の支持部34bにより支持されていると共に、上端が支持部材40(支持部)により支持されている。
また、この圧縮コイルばね36(付勢部)は、圧縮された撓み量に応じて、切替弁体34(34a、34b、34b)に対して閉弁させる方向の付勢する付勢力を作用するようになっている。
そして、閉弁状態の切替弁体34の弁体部34aの受圧面S0に所定水圧(境界水圧P0[kPa])以上の水圧(静圧)P1が作用した場合には、図3に示すように、切替弁体34の弁体部34aが上昇して開弁状態に切り替わるようになっている。
さらに、図3に示すように、開弁状態の切替弁体34の弁体部34aの受圧面S0に所定水圧(境界水圧P0[kPa])以上の水圧(動圧)P2(≧P0)が作用している場合には、水圧(動圧)P2相当の流体力が圧縮コイルばね36の圧縮撓みに応じた付勢力F2を上回るため、切替弁体34が付勢力F2に抗して開弁方向に作動しており、切替弁体34の開弁状態が維持されるようになっている。
この環状シール部材38は、切替弁体34の弁軸部34cが挿入されることにより、切替弁体34の弁軸部34cの外周面の上部に取り付けられた状態で支持部材40により保持される。これにより、切替弁体34の弁軸部34cは、環状シール部材38を介して支持部材40により作動軸方向に摺動可能に支持された状態となる。
また、図2及び図3に示すように、環状シール部材38(緩衝部)は、切替弁体34の作動軸方向に対して垂直な方向の緩衝力f0を切替弁体34の弁軸部34cに作用するようになっている。
これにより、環状シール部材38は、支持部材40の内部スペースV1が大気開放される程度に、切替弁体34の弁軸部34cの外周面に接触している。これにより、切替弁体34の弁軸部34cが作動軸方向に摺動した際には、環状シール部材38が切替弁体34の弁軸部34cに対して動摩擦力等を作用させて、摺動抵抗を付与することができるようになっている。
これらにより、貯水タンク18内の洗浄水がオーバーフロー水位に到達したとしても、これらの部材34,36,38,40が水没することを確実に防ぐことができ、切替弁装置22の動作不良や劣化を防ぐことができるようになっている。
ここで、本実施形態においては、角度θが90度(直角)に設定されている例(θ=90°)について説明するが、角度θについては、0度よりも大きく且つ90度未満(0°<θ<90°)の角度(鋭角)になるように設定されてもよい。
これらにより、図1〜図3に示すように、上流側から上流側給水路28(第1流路)の分岐部B1に流れ込んだ洗浄水が、分岐部B1の下流側の上流側給水路28に流れ込むと共に、分岐部B1からリム給水路30(第2流路)にも分岐して流れ込み易くすることができるようになっている。
また、上流側給水路28(第1流路)からリム給水路30(第2流路)へ分岐する分岐部B1付近又はその下流側の上流側給水路28やリム給水路30内で渦流が発生することを効果的に抑制することができるようになっている。
まず、ジェット給水路32の遷移流路部32aは、切替弁体34より開閉される上流端32c(上流側給水路28の下流端)から主流路部32bまで遷移するように形成された流路である。
また、ジェット給水路32の主流路部32bは、遷移流路部32aの下流端から側方、すなわち、上流側給水路28(第1流路)の鉛直方向に延びる中心軸線C1に対して直交する方向に延びるように形成された流路である。
さらに、ジェット給水路32の遷移流路部32aの上流端32c(上流側給水路28の下流端)は、主流路部32bの上端32dよりも下方に位置している。
これらにより、図3に示すように、切替弁体34が開弁した状態では、上流側給水路28(第1流路)の下流端32cからジェット給水路32(第3流路)の遷移流路部32aに洗浄水が流入した際、遷移流路部32aの上流端32cと主流路部32bの上端32dとの間の流域を広く確保することができるようになっている。
したがって、切替弁体34の開弁時に、上流側給水路28(第1流路)からジェット給水路32(第3流路)に流れ込む際に渦流が発生することを効果的に抑制することができるようになっている。
ここで、本実施形態においては、第2流路断面積A2が第1流路断面積A1よりも大きく設定されている(A2>A1)。
さらに、図2及び図3に示すように、切替弁装置22の上流側給水路28(第1流路)における分岐部B1よりも下流側の第2流路断面積A2は、リム給水路30(第2流路)の第4流路断面積A4よりも大きく設定されている(A2>A4)。
また、図2及び図3に示すように、切替弁装置22の上流側給水路28(第1流路)における分岐部B1よりも上流側の第1流路断面積A1は、リム給水路30(第2流路)の第4流路断面積A4よりも大きく設定されている(A1>A4)。
図4は、本発明の一実施形態による水洗大便器の基本動作を示すタイムチャートである。また、図5は、本発明の一実施形態による水洗大便器の全体概略構成図であり、切替弁装置の開弁状態を示す。
さらに、図6は、本発明の一実施形態による水洗大便器において、加圧ポンプの回転数に対するリム吐水、ジェット吐水、及び、リム・ジェット吐水のそれぞれの流量Q[L/min]と圧力[kPa]との関係を示す特性図である。
なお、図6に示す特性図においては、加圧ポンプ20の回転数N毎に描かれた流量Q[L/min]と圧力[kPa]との関係を示す曲線が等高線状に複数描かれている。また、図6では、リム吐水、ジェット吐水、及び、リム・ジェット吐水のそれぞれに対応する流量Q[L/min]と圧力[kPa]との関係を示す曲線がそれぞれ放物線状に描かれている。さらに、図6では、切替弁体34が稼働したときに取り得る流量Q[L/min]と圧力[kPa]との関係の軌跡を太線及びバツ印で示している。
このとき、図1及び図2に示すように、切替弁装置22の切替弁体34においては、圧縮コイルばね36が切替弁体34に作用する付勢力F1が、切替弁装置22の上流側給水路28(第1流路)内の水圧P1(境界水圧P0未満の静圧、P1<P0)が弁体部34aの受圧面S0に作用する流体力を上回っている。これにより、弁体部34aは、上昇することなく、最低位置にあり、ジェット給水路32の遷移流路部32aの上流端32c(上流側給水路26の下流端)を閉止している状態(閉弁状態)となる。
したがって、図1及び図6に示すように、加圧ポンプ20から回転数N1で切替弁装置22の上流側給水路28内に供給された洗浄水W1(図6の水圧P1[kPa]及び流量Q1[L/min])は、上流側給水路28の分岐部B1からリム給水路30(第2流路)のみに供給されるため、ジェット給水路32(第3流路)に供給されることはない。
そして、このリム給水路30内の洗浄水は、定流量弁35を通過し、便器本体2のリム給水路8のリム吐水口8aからボウル部6に吐水される。これにより、図4に示す時刻t1から時刻t2までの時間(例えば、t2−t1=2.5秒)では、リム吐水口8aからの1回目のリム吐水が実行され、第1洗浄工程として、1回目のリム洗浄(いわゆる、「前リム洗浄」)が実行される。
このとき、図2、図3及び図5に示すように、切替弁装置22の切替弁体34においては、切替弁装置22の上流側給水路28(第1流路)内の水圧(静圧)P1が弁体部34aの受圧面S0に作用する流体力が、圧縮コイルばね36が切替弁体34に作用する付勢力F1を上回るようになる。これにより、図4の時刻t2では、弁体部34aが、ジェット給水路32の遷移流路部32aの上流端32c(上流側給水路26の下流端)を閉止している状態(図2参照)から上昇し、開弁している状態となる(図3参照)。
また、図3に示すように、開弁した状態の弁体部34aの受圧面S0においては、水圧(動圧)P2が作用するようになり、この水圧(動圧)P2に相当する流体力についても圧縮コイルばね36による付勢力F2を上回っているため、切替弁体34の開弁状態が維持される(図3参照)。
したがって、図5及び図6に示すように、加圧ポンプ20から回転数N2で切替弁装置22の上流側給水路28内に供給された洗浄水W1(図6の水圧P2[kPa]及び流量Q2[L/min])のうちの一部の洗浄水W2(図6の水圧P2[kPa]及び流量Q3[L/min])が、リム吐水用として、上流側給水路28の分岐部B1からリム給水路30(第2流路)に供給される。
同時に、図5及び図6に示すように、加圧ポンプ20から回転数N2で切替弁装置22の上流側給水路28内に供給された洗浄水W1(図6の水圧P2[kPa]及び流量Q2[L/min])のうちの残部の洗浄水W3(図6の水圧P2[kPa]及び流量Q4[L/min])が、ジェット吐水用として、上流側給水路28の分岐部B1からジェット給水路32(第3流路)に供給される。
そして、図5に示すように、リム給水路30内の洗浄水W2(流量Q3[L/min])は、定流量弁35を通過し、便器本体2のリム給水路8のリム吐水口8aからボウル部6に吐水される。これにより、2回目のリム吐水が実行され、第2洗浄工程として、2回目のリム洗浄(いわゆる、「中リム洗浄」)が実行される。
同時に、図5に示すように、ジェット給水路32内の洗浄水W3については、リム給水路30内の洗浄水W2(流量Q3[L/min])よりも大きい流量Q4[L/min](Q4>Q3)で流れ、便器本体2のジェット給水路10のジェット吐水口10aからボウル部6に吐水される。これにより、1回目のジェット吐水が実行され、第2洗浄工程として、1回目のジェット洗浄が実行される。
また、図4の時刻t3から時刻t4までの時間では、加圧ポンプ20の回転数N3[rpm]が、図4の時刻t2から時刻t3の期間の加圧ポンプ20の回転数N2[rpm]よりも低下した分だけ、時刻t3から時刻t4までの時間の切替弁装置22の上流側給水路28(第1流路)内の水圧(動圧)P3[kPa]及び流量Q5[L/min](図6参照)のそれぞれについても、時刻t2から時刻t3までの時間の水圧(動圧)P2及び流量Q2[L/min](図6参照)よりも低下する(P3<P2、Q5<Q2)。
しかしながら、図4の時刻t3から時刻t4までの時間においても、切替弁装置22の上流側給水路28(第1流路)内の水圧(動圧)P3が弁体部34aの受圧面S0に作用する流体力が、圧縮コイルばね36が切替弁体34に作用する付勢力F2を上回っているため、切替弁体34の開弁状態が維持される。
これらにより、2回目のリム吐水の実行が維持されながら、2回目のジェット吐水が実行され、第2洗浄工程として、2回目のリム洗浄(いわゆる、「中リム洗浄」)が継続されながら、2回目のジェット洗浄が実行される。
これらの結果、図4に示す時刻t2から時刻t4までの時間では、リム吐水口8aからのリム吐水とジェット吐水口10aからのジェット吐水とにより、いわゆる、「リム・ジェット吐水」が実行され、第2洗浄工程として、中リム洗浄及びジェット洗浄の双方が並行に実行される。
また、図4の時刻t4から時刻t5までの時間では、加圧ポンプ20の回転数N4[rpm]が、図4の時刻t1から時刻t2までの時間の加圧ポンプ20の回転数N1[rpm]よりも低下した分だけ、時刻t4から時刻t5までの時間の切替弁装置22の上流側給水路28(第1流路)内の水圧(静圧)P4[kPa]及び流量Q6[L/min](図6参照)のそれぞれについても、時刻t2から時刻t3までの時間の水圧(静圧)P1及び流量Q1[L/min](図6参照)よりも低下する(P4<P1、Q6<Q1)。
このとき、図1及び図2に示すように、切替弁装置22の切替弁体34においては、圧縮コイルばね36が切替弁体34に作用する付勢力F1が、切替弁装置22の上流側給水路28(第1流路)内の水圧(静圧)P4が弁体部34aの受圧面S0に作用する流体力を上回っている。これにより、時刻t4以後の切替弁体34の弁体部34aは、最低位置まで下降しており、ジェット給水路32の遷移流路部32aの上流端32c(上流側給水路26の下流端)を再び閉止している状態(閉弁状態)となる。
したがって、図1及び図6に示すように、加圧ポンプ20から回転数N4で切替弁装置22の上流側給水路28内に供給された洗浄水(図6の水圧P4[kPa]及び流量Q6[L/min])は、上流側給水路28の分岐部B1からリム給水路30(第2流路)のみに供給されるため、ジェット給水路32(第3流路)に供給されることはない。
そして、このリム給水路30内の洗浄水は、図4に示す時刻t4から時刻t5までの時間(例えば、t5−t4=5.0秒)では、リム吐水口8aからの3回目のリム吐水が実行され、第3洗浄工程として、3回目のリム洗浄(いわゆる、「後リム洗浄」)が実行される。
例えば、図4に示すように、切替弁装置22により第1洗浄工程(前リム洗浄工程)から第2洗浄工程(中リム洗浄/ジェット洗浄工程)に切り替わる際には、図3、図4及び図6に示すように、加圧ポンプ20の回転数N[rpm]をN2まで調整して高めることにより、給水路26内の水圧Pが、境界水圧P0よりも高い水圧P2に調整される。
これにより、比較的高い水圧P2を受けた切替弁体34が、リム・ジェット吐水を実行するジェット給水路32の上流端を開放するように応答性良く機械的に作動することができる。
したがって、便器本体2のジェット吐水口10aからのジェット吐水時において、便器本体2のボウル部6や排水トラップ管路12におけるサイホン作用の発生に寄与しない無駄水の発生を抑制することができる。
また、図4に示すように、第2洗浄工程(中リム洗浄/ジェット洗浄工程)の終了時には、加圧ポンプ20により給水路26内の水圧P4が、境界水圧P0よりも低い水圧に調整される。
これにより、比較的低い水圧P4を受けた切替弁体34が、ジェット給水路32を閉鎖するように応答性良く機械的に作動することができる。
したがって、第2洗浄工程(中リム洗浄/ジェット洗浄工程)の終了後においても、無駄水の発生を抑制することができる。
さらに、切替弁装置22の切替弁体34が加圧ポンプ20により加圧された洗浄水の水圧を受けて機械的に作動するものであるため、切替弁装置22において比較的大きいトルクを発生させるためのモータや電磁弁等、電気的に作動させるものが不要となる。
したがって、切替弁装置22を含む装置自体を小型化することができると共に、切替弁装置22の設置の自由度も高めることができる。これらにより、水洗大便器1の全体の小型化についても実現することができる。
また、第2洗浄工程(中リム洗浄/ジェット洗浄工程)において、ジェット吐水により便器本体2のボウル部6や排水トラップ管路12でサイホン作用が発生しても、リム吐水が継続されていることにより、便器本体2において臭気が上昇することを抑制することができる。
したがって、第2洗浄工程(中リム洗浄/ジェット洗浄工程)等において、本来、リム給水路30に供給されるべき洗浄水が、切替弁装置22の切替弁体34の下流側のジェット給水路32に引っ張られて、リム給水路30への供給量が不足することを防ぐことができる。
これらにより、水洗大便器1の洗浄性能を維持しながら、切替弁装置22を含む装置の小型化を実現することができ、水洗大便器1の全体の小型化についても実現することができる。
したがって、第1洗浄工程(前リム洗浄工程)及び第2洗浄工程(中リム洗浄/ジェット洗浄工程)のそれぞれの洗浄工程時において、リム給水路30については、切替弁装置22の切替弁体34により閉鎖されることがなく常時開放されており、少なくともリム吐水が実行可能となる。
また、切替弁装置22の切替弁体34が設けられる給水経路をジェット給水路32のみに限定したことにより、切替弁装置22を含む装置の小型化を実現することができ、水洗大便器全体の小型化についても実現することができる。
これにより、切替弁体34がジェット給水路32の上流端32cを閉鎖している状態では、切替弁装置22の上流側給水路28内の洗浄水について、ジェット給水路32の上流端32c付近に滞留させることなく、切替弁体34よりも下方且つ上流側のリム給水路30から排出させて、効率良く水抜きすることができる。
したがって、切替弁装置22の切替弁体34が常時水没することにより水垢等が切替弁体34に長期間付着することを抑制することができ、切替弁体34の動作不良や劣化を防ぐことができる。
そこで、定流量弁35を切替弁装置22のリム給水路30又は便器本体2のリム給水路8のいずれか一方に設けることにより、リム給水路30,8を経てリム吐水口8aから吐水される洗浄水(リム吐水)の流量Q[L/min]について、定流量弁35が一定流量に調整することができる。
したがって、便器本体2のボウル部6内に吐水された洗浄水が外部へ飛び散る等の機外漏水を抑制することができる。
これにより、切替弁装置22を簡易な構造で小型化することができるため、水洗大便器全体の小型化についても実現することができる。
また、加圧ポンプ20が、第2洗浄工程(中リム洗浄/ジェット洗浄工程)時に圧送する洗浄水の流量Q2[L/min]よりも第3洗浄工程(後リム洗浄工程)時に圧送する洗浄水の流量Q6[L/min]の方が小さくなるように調整可能である。
これらにより、第2洗浄工程(中リム洗浄/ジェット洗浄工程)の後に第3洗浄工程(後リム洗浄工程)が実行されると、給水路28内の水圧Pが低圧状態(図6の水圧P4参照)に調整されるため、第2洗浄工程(中リム洗浄/ジェット洗浄工程)時の給水経路(ジェット給水路32)が閉鎖されて、第3洗浄工程(後リム洗浄工程)時の給水経路(リム給水路30のみ)に速やかに切り替えることができる。
したがって、応答性良く第3洗浄工程(後リム洗浄工程)を実行することができる。
2 便器本体
4 機能部
6 ボウル部
8 リム給水路
8a リム吐水口
10 ジェット給水路
10a ジェット吐水口
12 排水トラップ管路(排水トラップ部)
14 給水管
16 電磁弁
18 貯水タンク
20 加圧ポンプ
22 切替弁装置(切替部)
24 コントローラ(制御部)
26 給水路
28 上流側給水路(第1流路)
30 リム給水路(第2流路)
32 ジェット給水路(第3流路)
32a ジェット給水路の遷移流路部
32b ジェット給水路の主流路部
32c ジェット給水路の遷移流路部の上流端、上流側給水路の下流端
32d ジェット給水路の主流路部の上端
34 切替弁体
34a ダイヤフラム型の弁体部
34b 支持部
34c 弁軸部
35 定流量弁
36 圧縮コイルばね(付勢部)
38 環状シール部材(緩衝部)
40 支持部材(支持部)
A1 流路断面積(第1流路の第1流路断面積)
A2 流路断面積(第1流路の第2流路断面積)
A3 流路断面積(第3流路の第3流路断面積)
A4 流路断面積(第2流路の第4流路断面積)
B1 分岐部
C1 切替弁装置の上流側給水路の中心軸線(第1流路中心軸線)
C2 切替弁装置のリム給水路の中心軸線(第2流路中心軸線)
f0 緩衝力、摩擦力
F1 付勢力
F2 付勢力
N1 加圧ポンプの回転数
N2 加圧ポンプの回転数
N3 加圧ポンプの回転数
N4 加圧ポンプの回転数
O1 切替弁体の弁体部の中心
P0 境界水圧(所定水圧)
P1 水圧(静圧)
P2 水圧(動圧)
P3 水圧(動圧)
P4 水圧(静圧)
Q1 流量[L/min](第1流量)
Q2 流量[L/min](第2流量)
Q3 流量[L/min]
Q4 流量[L/min]
Q5 流量[L/min]
Q6 流量[L/min](第3流量)
S0 受圧面
V1 内部スペース
W1 上流側給水路(第1流路)の洗浄水
W2 リム給水路(第2流路)の洗浄水
W3 ジェット給水路(第3流路)の洗浄水
WO 貯水タンクのオーバーフロー水位
Claims (9)
- 加圧した洗浄水によって洗浄される水洗大便器であって、
洗浄水を貯水する貯水タンクと、
ボウル部と、洗浄水を吐水するリム吐水口及びジェット吐水口と、排水トラップ部と、を備えた便器本体と、
上記貯水タンクから洗浄水を上記リム吐水口及び上記ジェット吐水口のそれぞれに供給可能にする給水路と、
この給水路に設けられて上記リム吐水口及び上記ジェット吐水口のそれぞれに洗浄水を供給する給水経路を切り替える切替部であって、まず、上記給水路内の洗浄水を上記リム吐水口から吐水する第1洗浄工程を実行させ、その後、上記給水路内の洗浄水を少なくとも上記ジェット吐水口から吐水する第2洗浄工程を実行させるように上記給水経路を切り替える上記切替部と、
上記貯水タンクから上記給水路に供給する洗浄水を加圧し、上記給水路の洗浄水の流量を調整可能にする加圧ポンプであって、上記第1洗浄工程時に圧送する洗浄水の第1流量よりも上記第2洗浄工程時に圧送する洗浄水の第2流量の方が大きくなるように調整可能である上記加圧ポンプと、を有し、
上記切替部は、上記加圧ポンプにより加圧された洗浄水の水圧を受けて機械的に作動する切替弁体を備え、この切替弁体は、上記加圧ポンプによって発生した水圧に応じて、上記第1洗浄工程又は上記第2洗浄工程を実行可能な給水経路に切り替えるように構成されていることを特徴とする水洗大便器。 - 上記切替部は、まず、上記第1洗浄工程を実行させて、上記給水路内の洗浄水を上記リム吐水口から吐水し、その後、上記第2洗浄工程を実行させて、上記リム吐水口からの洗浄水の吐水を継続させながら、上記ジェット吐水口からも洗浄水を吐水するように上記給水経路を切り替えるものである請求項1記載の水洗大便器。
- 上記切替部は、上記切替弁体よりも上流側に設けられて上記リム吐水口に洗浄水を供給するリム給水路と、上記切替弁体よりも下流側に設けられて上記ジェット吐水口に洗浄水を供給するジェット給水路と、を備えている請求項1又は2に記載の水洗大便器。
- 上記切替部の切替弁体は、上記ジェット給水路のみを開閉するものである請求項3記載の水洗大便器。
- 上記切替部の切替弁体は、上記ジェット給水路の上流端に開閉可能に設けられ、上記リム給水路の上流端よりも上方に位置している請求項4記載の水洗大便器。
- 上記切替部の切替弁体は、上記貯水タンク内のオーバーフロー水位よりも上方に位置している請求項5記載の水洗大便器。
- 上記リム給水路には、定流量弁が設けられている請求項4乃至6の何れか1項に記載の水洗大便器。
- 上記切替部は、さらに、上記切替弁体を閉弁方向に付勢する付勢部を備えており、上記切替弁体は、所定以上の水圧を受圧した状態では、上記付勢部の付勢力に抗して開弁方向に作動するように構成されている請求項1乃至7の何れか1項に記載の水洗大便器。
- 上記切替部は、さらに、上記第2洗浄工程の後、上記リム吐水口からの洗浄水の吐水を継続して上記リム吐水口から洗浄水を吐水する第3洗浄工程を実行するように給水経路を切り替えるものであり、
上記加圧ポンプは、上記第2洗浄工程時に圧送する洗浄水の上記第2流量よりも上記第3洗浄工程時に圧送する洗浄水の第3流量の方が小さくなるように調整可能である請求項1乃至8の何れか1項に記載の水洗大便器。
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